De hersens van een vrucht van zijdeaapjes (l) en van embryo’s die ‘verrijkt’ ware met het ARHGAP11B-gen (r). De hersenschors (stippellijnen) van de transgene embryo’s is duidelijk groter (afb: Heide et. al.)

Hersens vormen een geliefd onderzoeksterrein. Er zijn dan ook meer vragen over dat orgaan dan dat er kennis is. Hoe komt het dat de hersens van mensen zo’n groeispurt hebben gemaakt?, is een van die nog vele onbeantwoorde vragen. In 2015 voegden Chinese onderzoekers het gen MCPH1 toe aan het genoom van makaken, die daardoor een beter geheugen zouden hebben gekregen. Nu hebben onderzoekers van, onder meer, het Max Planckinstituut voor moleculaire celbiologie rond Wieland Huttner het genoom van embryo’s van zijdeaapjes ‘verrijkt’ met het mensengen ARHGAP11B. Dat gen codeert voor een eiwit waardoor het aantal hersencellen groeit, wat ook bleek te gebeuren. Onderzoek op een ethisch uiterst gevoelig terrein.

Knutselen aan de hersenen is een gevoelig terrein. Zouden we, is het idee, zo apen menselijke hersens kunnen geven met dito mogelijkheden? De proef is dan ook onderbroken op ethische gronden. Je zou wel eens apen kunnen ‘produceren’ met menselijke hersens.
Evolutionair zit er zo’n zevenmiljoen jaar tussen de grote mensenapen en de Homo sapiens. De hersens van mensen zijn niet alleen groter, met vooral een uitbreiding van de neocortex (de bovenste laag van de twee hersenhelften), maar ook de structuur is anders. Die neocortex is bij mensen ongeveer drie keer zo groot als bij het dichtst bij de mens staan de zoogdier: de chimpansee. Daardoor kunnen mensen bijvoorbeeld extreem goed communiceren met behulp van een hele reeks geluiden en daar zou ook ons ‘verstand’ zitten (dat we zelden goed gebruiken, maar dit terzijde).
De Chinezen hadden al wat voorwerk gedaan. De onderzoekers rond Huttner hadden hun zinnen gezet op ARHGAP11B dat na zo’n 1,5 miljoen jaar via mutatie zou zijn ontstaan uit ARHGAP11A. Dat B-gen codeert voor een eiwit dat de aanmaak van hersenstamcellen stimuleert.

Die mutatie gaat maar om één verandering van een base (nucleotide): de C(ytosine) wordt een G(uanine). Huttner: “Dat betekent dat het boodschapper-RNA 55 nucleotiden minder heeft en dat verandert weer de retranscriptie van de aminozuren in het eiwit.(…)Het lijkt er op dat die mutatie onmiddellijke invloed heeft gehad op de evolutie van de mens.”
In 2015 was Huttner er al in geslaagd de productie van hersenstamcellen van muisjes op te voeren, maar dat deed hij met een ‘opgevoerd’ gen. Deze keer hebben de onderzoekers in Duitsland hun krachten gebundeld met onderzoekers in Japan van het instituut voor dieronderzoek in Kawasaki en van de Keio-universiteit in Tokio die zich bezighouden met genetische experimenten bij, onder meer, apen.

Zijdeaapjes

Het B-gen wordt aan de cellen van embryo’s van zijdeaapjes toegevoegd als ze tussen de drie en tien dagen oud zijn. De onderzoekers hebben die embryo’s laten groeien tot ze 101 dagen oud waren, dat wil zeggen 50 dagen voor normaal gesproken de aapjes geboren zouden worden.
De onderzoekers zagen drie dingen gebeuren door het toevoegen van het ARHGAP11B-gen:
– De neocortex groeide in omvang
– Er vormden zich plooien waardoor de hersens kunnen uitbreiden zonder dat dat problemen geeft met de schedel
– Het aantal voorlopercellen in de hersens nam toe met name die van de bovenste laag, die een essentiële rol spelen in de hersenontwikkeling bij primaten.
Het zou te ver voeren dat je daarmee aapjes met menselijke denkvermogens (God beware me) zou creëren maar de onderzoekers hebben die verwijten voor willen zijn. Daarom hebben de onderzoekers ook een apensoort gekozen die evolutionair wat verder van de mens af staat dan de chimpansee. Huttner: “”Het zou onverantwoord zijn geweest de zijdeaapjes geboren te laten worden, omdat we de gedragsveranderingen als gevolg van de aanpassing van de neocortex niet kennen.” Maar eens zal er ergens een doctor Frankenstein opstaan die de proef met chimpansees gaat uitvoeren, compleet met de geboorte, denk ik zo.

Bron: Futura-Sciences